Julie,Ken, Le cube flottant

Coordonnées:

• Julie RIEHL (julie.riehl@etu.sorbonne-universite.fr)
• Ken Duy BUI-THANH-TU (ken_duy.bui-thanh-tu@etu.sorbonne-universite.fr)
• LU1SXARE-SCIMAG
  
• SCMA-23-4B   L1/S2  Maths3/Mécanique-physique2

Introduction:

• Contexte: Dans le cadre le l'ARE SCIMAG, nous devions construire un objet au Fablab, qu'il soit lié ou non à notre conception de notre tour de magie final. Dans cette ARE, nous tentons de lier des phénomènes physiques et des principes mathématiques aux tours de magie que l'on peut voir ou créer.

• Objectifs: Nous souhaitons réaliser un cube d'illusion d'optique, appelé le "cube flottant". C'est un cube de 3 faces, qui, quand on le regarde selon un certain angle, nous paraît ressortir et ainsi former un vrai cube de 6 faces.  

Matériaux/Outils utilisés:

• Découpeuse Laser
• Plaque MDF 3mm
  

Construction:

Pour construire le cube, nous nous sommes aidés du site boxespy qui donne des modèles de plusieurs constructions faites à la découpeuse laser. Dans ce site, on choisit une construction et on indique les dimensions que l'on souhaite, quelle épaisseur de plaque et toutes les caractéristiques associées. Cela nous permet d'obtenir le modèle de ce que nous souhaitions faire. 
Voici donc nos caractéristiques mises dans ce site: 

 Nous nous sommes aidés des plans de la boîte ci-dessous qui ressemblait le plus au cube flottant que nous voulions réaliser: 

Après que l'on ait donné toutes nos caractéristiques, le site nous donne un modèle à mettre dans Inkscape: 

Nous avons besoin que de trois faces pour notre cube flottant et la seule qui nous intéresse est la face en bas à gauche que l'on reproduit donc trois fois dans Inkscape. De plus, pour que l'illusion fonctionne d'avantage, on décide de créer un motif damier sur chacune de nos faces. En effet, des motifs blancs et noirs qui s'alternent permettent de troubler encore plus le spectateur qui regardera le cube et nous permettra d'avoir une illusion encore plus marquantes. 

Nous avons décidé de mettre 5 cubes par face. Chaque face fait en réalité 147 mm et non 150mm si on enlève les entures crénelées. Chaque cube fait donc:  147/5= 29.4 mm de côté. 
Pour former ce damier, nous avons seulement créer des carrés de 29,4mm de côté qu'on a alignés les uns à la suite des autres et voici ce que cela a donné: 

A présent, il faut mettre notre document de Inkscape sur une clé USB et utiliser la découpeuse laser du Fablab. Sur la machine il faut juste bien faire attention à bien renseigner quelle planche de bois nous utilisons, pour nous c'est MDF 3mm et nous pouvons lancer l'impression. Après l'impression et l'assemblage du cube, voici ce que ça a donné: 

Pour l'instant, c'est normal que l'illusion ne se fasse pas, il faut qu'il y ait un certain angle c'est pour cela qu'on a du créer un support avec la plaque qu'il nous restait. On a modélisé une forme qui s'emboîterait parfaitement dans le cube et nous avons découpé sur notre plaque support une fente qui a la largeur et la longueur de la base de la forme support. On avait encore comme problème la stabilité et le fait que le cube ne parte pas sur les côtés. Pour cela, nous avons rajouté deux morceaux de bois collés verticalement afin d'empêcher le cube de pivoter de tourner de chaque côté et une cale la où le cube ne pose sur le support pour ne pas qu'il glisse. Voici les éléments de notre support (Dans la photo, il manque juste la cale du cube que nous n'avons pas encore placé) : 

En posant le cube sur le support, voici ce que cela donne: 

Pour être sûr que l'illusion fonctionne bien, il faut se mettre à une certaine distance du cube. 

Nous avions passé deux après-midis complètes au FabLab. La première nous a permis de créer le modèle avec Inkscape et lors de la deuxième nous avons découpé, assemblé notre structure et créé le support du cube flottant.